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红壤坡耕地是我国南方红壤区重要的土地资源，同时也是南方重要的商品粮及经济作物的生产基地，由于人类长期不合理耕作，加剧了坡耕地地力衰退及水土流失，导致生产力下降。红壤坡耕地地区水热资源丰富、气候适宜、交通条件优越，农业生产潜力巨大。由于红壤本身粘粒含量大，易板结、酸化，加之耕作和施肥不当，红壤坡耕地出现水土流失、土壤质量下降等现象，导致农业生产能力有所下降。因此，通过探讨农业耕作措施来改善土壤属性，提高红壤坡耕地耕层土壤质量具有重要的意义。
本文以南方红壤坡耕地云南山原红壤、江西第四纪黏土红壤、广西赤红壤为研究对象，通过野外实地调查、室内模拟试验及文献资料查阅，结合不同耕作措施，通过野外剖面调查和室内理化性质测定，分析不同耕作措施对不同红壤坡耕地耕层土壤土壤理化性质、入渗及持水特征、耕性特征的差异性，探讨不同耕作措施对不同土壤属性的影响机理；通过主成分分析法，分析了红壤坡耕地耕层土壤耕性的影响因素；通过室内模拟试验，深入研究抗剪强度、紧实度、贯入阻力对土壤含水率、容重的响应特征，可为红壤坡耕地耕层质量提高和合理耕层构建提供理论基础。主要结论如下：
(1)红壤坡耕地土壤理化性质差异明显，土壤容重表现为赤红壤(1.137±0.16g/cm3)?山原红壤(1.35±0.11g/cm3)?第四纪黏土红壤(1.31±0.12g/cm3)；土壤总孔隙度大小表现为山原红壤(47.08—55.75%)?第四纪黏土红壤(44.17%—55.85%)?赤红壤(40.4%—54.62%)。不同耕作措施下耕层土壤容重表现为免耕?翻耕?翻耕+深松，孔隙度表现为翻耕+深松?翻耕?免耕，并随深松深度的增加对土壤容重和孔隙的改良效果越好。耕层土壤有机质、有效磷、速效钾、全氮含量随士层深度增大而减少，即耕作层含量显著高于心土层。有机质含量和全氮表现为赤红壤?山原红壤?第四纪黏土红壤；速效钾表现为第四纪黏土红壤?赤红壤?山原红壤；不同耕作措施下坡耕地耕层土壤有机质、有效磷、速效钾、全氮总体均表现为翻耕?翻耕+深松?免耕，并随深松深度增大而增大。
(2)土壤水分总体上表现为随土层深度的增加而增大，呈现耕作层＜心土层。土壤含水率表现为第四纪黏土红壤(19.99%—23.13%)>山原红壤(13.94%—22.48%)>赤红壤(12.08%—19.70%)；田间持水量表现为第四纪黏土红壤(24.34%—34.38%)>赤红壤(19.18%—28.38%)>山原红壤(18.00%—24.65%)；不同耕作措施下坡耕地耕层土壤含水率总体表现为免耕?翻耕?翻耕+深松，田间持水量与饱和含水量表现为翻耕+深松?翻耕?免耕，并随着深松深度的增加而增大。红壤坡耕地土壤入渗速率差异明显。土壤初始入渗率、稳定入渗率、平均入渗率和渗透总量分别在0.58—25.20mm/min、1.05—10.80mm/min、0.44—7.13mm/min和39.30—642.0mm之间变化，稳入渗速率大小为赤红壤＞第四纪黏土红壤＞山原红壤；不同耕作措施下土壤稳定入渗速率和入渗总量以翻耕+深松处理措施最大。
红壤坡耕地耕层土壤最大持水量及土壤水总库容表现为赤红壤＞第四纪黏土红壤＞山原红壤；不同耕作措施下坡耕地耕层土壤水库容表现为翻耕+深松?翻耕?免耕；第四纪黏土红壤、赤红壤、山原红壤耕层土壤持水性最好分别为P20S30、P20S30和P20S45；土壤入渗、土壤持水性与容重呈负相关，与孔隙状况、土壤水分呈正相关。稳定入渗率、平均入渗率、总库容、兴利库容、最大有效库容、最大持水量与干旱指数呈正相关，相关性系数介于0.725-0.992，与干旱频率呈负相关关系，相关系数介于0.36-0.521；初始入渗率、死库容与干旱指数呈负相关，与干旱频率呈正相关。
(3)红壤坡耕地耕层土壤耕作性差异显著，土壤紧实度表现为山原红壤(300.53kg/cm2)?赤红壤(249.78kg/cm2)?第四纪粘土红壤(231.06kg/cm2)，不同耕作措施下耕层土壤紧实度总体表现为免耕?翻耕?翻耕+深松；土壤紧实度与含水量、容重、有机质及砂砾含量呈正相关，与总孔隙度、粉粒及黏粒呈负相关。耕层土壤贯入阻力依次为山原红壤(224.0kpa)?第四纪黏土红壤(221.0kpa)?赤红壤(210.0kpa)，随土层深度的增加而增大。不同耕作措施处理下土壤贯入阻力总体表现为免耕?翻耕?翻耕+深松；贯入阻力与含水量、容重、粉粒及黏粒呈正相关，与总孔隙度、有机质及砂砾呈负相关。土壤抗剪强度大小依次为第四纪粘土红壤(3.99kg/cm2)?赤红壤(3.38kg/cm2)?山原红壤(3.31kg/cm2)，随土层深度的增加而增大。不同耕作措施处理下土壤抗剪强度表现为免耕?翻耕?翻耕+深松；土壤抗剪强度与含水量、容重、粉粒及黏粒呈正相关，与总孔隙度、有机质及砂砾呈负相关。基于主成分分析结果表明，孔隙度、容重、全氮、有机质、有效磷、砂砾是反映不同耕作对红壤坡耕地土壤耕性影响的关键因子，P20S45处理对红壤坡耕地土壤的综合改善效果最佳。
(4)在试验含水率范围内，红壤坡耕地耕层土壤黏聚力受含水率影响明显。容重一定时，3种红壤黏聚力随着含水率增加呈先增加后减小的趋势，含水率为19%左右时达到极大值(71.0 kPa)。当含水率达到23%左右，黏聚力衰减速率较快，幅度介于15.9%-54.7%。内摩擦角随含水率增大而减小，含水率达23%-27%左右，内摩擦角减小趋势减缓，幅度约12.0%。含水率一定时，3种红壤的极限主应力差和土壤黏聚力随着容重的增大而增大，值分别介于283.63-1121.47kPa、19.0-127.0kPa；内摩擦角随容重的增大呈波动式增大趋势；容重为1.1g/cm3和1.4g/cm3时内摩擦角达到极大值(21°)，容重为1.0g/cm3时内摩擦角较小，值介于9~12°。土壤极限主应力差随含水率和围压的变化规律性明显。高围压条件下，随含水率增大极限主应力差衰减速率较低围压下更剧烈。相同围压下，随含水率的增大极限主应力差先增大后减小，当含水率达23%-27%时，极限主应力差衰减缓慢，降幅约13.0%。相同含水率下，极限主应力差随围压增大而增大，低含水率时，增加明显；高含水率时，增加趋势缓慢，这种递增趋势随含水率的增加而渐缓。
本文以南方红壤坡耕地云南山原红壤、江西第四纪黏土红壤、广西赤红壤为研究对象，通过野外实地调查、室内模拟试验及文献资料查阅，结合不同耕作措施，通过野外剖面调查和室内理化性质测定，分析不同耕作措施对不同红壤坡耕地耕层土壤土壤理化性质、入渗及持水特征、耕性特征的差异性，探讨不同耕作措施对不同土壤属性的影响机理；通过主成分分析法，分析了红壤坡耕地耕层土壤耕性的影响因素；通过室内模拟试验，深入研究抗剪强度、紧实度、贯入阻力对土壤含水率、容重的响应特征，可为红壤坡耕地耕层质量提高和合理耕层构建提供理论基础。主要结论如下：
(1)红壤坡耕地土壤理化性质差异明显，土壤容重表现为赤红壤(1.137±0.16g/cm3)?山原红壤(1.35±0.11g/cm3)?第四纪黏土红壤(1.31±0.12g/cm3)；土壤总孔隙度大小表现为山原红壤(47.08—55.75%)?第四纪黏土红壤(44.17%—55.85%)?赤红壤(40.4%—54.62%)。不同耕作措施下耕层土壤容重表现为免耕?翻耕?翻耕+深松，孔隙度表现为翻耕+深松?翻耕?免耕，并随深松深度的增加对土壤容重和孔隙的改良效果越好。耕层土壤有机质、有效磷、速效钾、全氮含量随士层深度增大而减少，即耕作层含量显著高于心土层。有机质含量和全氮表现为赤红壤?山原红壤?第四纪黏土红壤；速效钾表现为第四纪黏土红壤?赤红壤?山原红壤；不同耕作措施下坡耕地耕层土壤有机质、有效磷、速效钾、全氮总体均表现为翻耕?翻耕+深松?免耕，并随深松深度增大而增大。
(2)土壤水分总体上表现为随土层深度的增加而增大，呈现耕作层＜心土层。土壤含水率表现为第四纪黏土红壤(19.99%—23.13%)>山原红壤(13.94%—22.48%)>赤红壤(12.08%—19.70%)；田间持水量表现为第四纪黏土红壤(24.34%—34.38%)>赤红壤(19.18%—28.38%)>山原红壤(18.00%—24.65%)；不同耕作措施下坡耕地耕层土壤含水率总体表现为免耕?翻耕?翻耕+深松，田间持水量与饱和含水量表现为翻耕+深松?翻耕?免耕，并随着深松深度的增加而增大。红壤坡耕地土壤入渗速率差异明显。土壤初始入渗率、稳定入渗率、平均入渗率和渗透总量分别在0.58—25.20mm/min、1.05—10.80mm/min、0.44—7.13mm/min和39.30—642.0mm之间变化，稳入渗速率大小为赤红壤＞第四纪黏土红壤＞山原红壤；不同耕作措施下土壤稳定入渗速率和入渗总量以翻耕+深松处理措施最大。
红壤坡耕地耕层土壤最大持水量及土壤水总库容表现为赤红壤＞第四纪黏土红壤＞山原红壤；不同耕作措施下坡耕地耕层土壤水库容表现为翻耕+深松?翻耕?免耕；第四纪黏土红壤、赤红壤、山原红壤耕层土壤持水性最好分别为P20S30、P20S30和P20S45；土壤入渗、土壤持水性与容重呈负相关，与孔隙状况、土壤水分呈正相关。稳定入渗率、平均入渗率、总库容、兴利库容、最大有效库容、最大持水量与干旱指数呈正相关，相关性系数介于0.725-0.992，与干旱频率呈负相关关系，相关系数介于0.36-0.521；初始入渗率、死库容与干旱指数呈负相关，与干旱频率呈正相关。
(3)红壤坡耕地耕层土壤耕作性差异显著，土壤紧实度表现为山原红壤(300.53kg/cm2)?赤红壤(249.78kg/cm2)?第四纪粘土红壤(231.06kg/cm2)，不同耕作措施下耕层土壤紧实度总体表现为免耕?翻耕?翻耕+深松；土壤紧实度与含水量、容重、有机质及砂砾含量呈正相关，与总孔隙度、粉粒及黏粒呈负相关。耕层土壤贯入阻力依次为山原红壤(224.0kpa)?第四纪黏土红壤(221.0kpa)?赤红壤(210.0kpa)，随土层深度的增加而增大。不同耕作措施处理下土壤贯入阻力总体表现为免耕?翻耕?翻耕+深松；贯入阻力与含水量、容重、粉粒及黏粒呈正相关，与总孔隙度、有机质及砂砾呈负相关。土壤抗剪强度大小依次为第四纪粘土红壤(3.99kg/cm2)?赤红壤(3.38kg/cm2)?山原红壤(3.31kg/cm2)，随土层深度的增加而增大。不同耕作措施处理下土壤抗剪强度表现为免耕?翻耕?翻耕+深松；土壤抗剪强度与含水量、容重、粉粒及黏粒呈正相关，与总孔隙度、有机质及砂砾呈负相关。基于主成分分析结果表明，孔隙度、容重、全氮、有机质、有效磷、砂砾是反映不同耕作对红壤坡耕地土壤耕性影响的关键因子，P20S45处理对红壤坡耕地土壤的综合改善效果最佳。
(4)在试验含水率范围内，红壤坡耕地耕层土壤黏聚力受含水率影响明显。容重一定时，3种红壤黏聚力随着含水率增加呈先增加后减小的趋势，含水率为19%左右时达到极大值(71.0 kPa)。当含水率达到23%左右，黏聚力衰减速率较快，幅度介于15.9%-54.7%。内摩擦角随含水率增大而减小，含水率达23%-27%左右，内摩擦角减小趋势减缓，幅度约12.0%。含水率一定时，3种红壤的极限主应力差和土壤黏聚力随着容重的增大而增大，值分别介于283.63-1121.47kPa、19.0-127.0kPa；内摩擦角随容重的增大呈波动式增大趋势；容重为1.1g/cm3和1.4g/cm3时内摩擦角达到极大值(21°)，容重为1.0g/cm3时内摩擦角较小，值介于9~12°。土壤极限主应力差随含水率和围压的变化规律性明显。高围压条件下，随含水率增大极限主应力差衰减速率较低围压下更剧烈。相同围压下，随含水率的增大极限主应力差先增大后减小，当含水率达23%-27%时，极限主应力差衰减缓慢，降幅约13.0%。相同含水率下，极限主应力差随围压增大而增大，低含水率时，增加明显；高含水率时，增加趋势缓慢，这种递增趋势随含水率的增加而渐缓。